ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электроды — рабочий инструмент сварочной машины из "Электроды для контактной сварки " Электроды и ролики являются инструментом, осуществляющим непосредственный контакт машины со свариваемыми деталями. Электроды в процессе точечной и роликовой сварки выполняют следующие основные функции сжимают детали, подводят ток, отводят тепло, выделяющееся в деталях при сварке, и перемещают детали (при роликовой сварке). Форма и размеры рабочей поверхности, контактирующей с деталями, и вся конструкция электродов в целом оказывают значительное влияние на качество сварных соединений и производительность процесса. [c.5] При точечной и роликовой сварке электроды нагреваются до высоких температур за счет тепла, выделяющегося непосредственно в них при протекании тока, и за счет передачи тепла от свариваемых деталей. Расчеты показывают, что при точечной сварке алюминиевых сплавов в каждом из электродов выделяется 10—15% общего тепла, расходуемого на сварку. [c.5] Многочисленные исследования показали, что в контакте электрод—деталь на рабочей поверхности электродов могут развиваться температуры до 750° С при точечной сварке сталей и до 400° С при сварке легких сплавов (при роликовой сварке эти температуры еще выше), а удельные давления могут достигать 40 кПмм (при сварке жаропрочных и проковке легких сплавов). [c.5] Напряжения, возникающие под действием усилия сжатия, могут значительно превышать предел текучести металла электродов. Электроды подвергаются также и действию нагрузок изгиба, возникающих при использовании фигурных электродов, неправильной установке и сдвиге электродов, вследствие деформации элементов механического контура сварочной машины. Металл рабочей части роликов кроме напряжений сжатия испытывает напряжения сдвига, возникающие при передвижении свариваемых деталей. [c.6] Цикличность изменения нагрузки и температуры, ускоряя рекристаллизацию металла и коагуляцию упрочняющей фазы, также обычно увеличивает скорости ползучести и, кроме того, вызывает усталость металла, в том числе и термическую. Поскольку рабочие напряжения сжатия в электродах при высоких температурах превосходят предел текучести материала, циклическое нагружение происходит в области малых долговечностей. Окисление рабочей поверхности электродов, увеличивая сопротивление контактов электрод— деталь, приводит к еще большему нагреву металла при прохождении тока. В результате периодического нагружения при ползучести в металле электродов могут образовываться микротрещины. Наличие микротрещин ползучести, вызывая концентрацию напряжений, ускоряет образование усталостных трещин, а те, в свою очередь, способствуют разрушению при ползучести, а именно быстрому износу и увеличению исходного диаметра рабочей поверхности электродов (в случае электродов с плоской поверхностью). [c.6] При использовании жестких режимов сварки, когда максимальные температуры не превосходят 0,47 (где — температура плавления металла электродов), на отдельных участках рабочей поверхности электродов сначала наблюдаются следы скольжения, а затем при продолжении сварки — образование трещин как вну-тризеренных, так главным образом щ межзеренных. [c.6] При сварке на мягких режимах, а также в случае большого темпа сварки, когда максимальная температура достигает 0,7Г , после сравнительно небольшого количества сварок (2—3 тыс.) появляются межзеренные треш,ины, которые по мере увеличения числа свариваемых точек значительно развиваются и углубляются (рис. 2, а). В процессе эксплуатации электродов имеет место измельчение и рекристаллизация исходного зерна металла около рабочей поверхности (рис. 2, б). [c.7] Следует отметить, что трещины в электродах, как правило, образуются после увеличения диаметра контактной поверхности электрода при сварке более чем на 20%, т. е. после сварки 1,5—2 тыс. точек, и поэтому при правильной эксплуатации электродов (своевременной переточке) не отражаются на их стойкости. [c.7] Измерение твердости металла рабочей поверхности электродов после сварки 10 ООО точек показывает, что в центральной ее части разупрочнение проявляется в большей степени, чем на периферии (рис. 3, а). Это объясняется более низкой температурой в периферийной зоне, а также возможным повышением твердости металла за счет наклепа при пластической деформации. Разупрочнение металла рабочей части электрода распространяется на относительно большую глубину (рис. 3, б), что свидетельствует о наличии некоторого разупрочнения рабочей поверхности даже после переточки электродов. [c.7] Указанные эксплуатационные условия работы электродов служат основой требований к электродным сплавам. [c.8] При выборе электродных сплавов в каждом отдельном случае следует решать, какому свойству необходимо отдавать предпочтение или каково должно быть соотношение этих свойств. При сварке, например, нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов решающее значение имеет жаропрочность и жаростойкость материала в случаях сварки легких сплавов — электропроводность и низкая способность взаимного переноса металла при сварке углеродистых и низколегированных сталей — удачное их соотношение. В табл. 1 приведены требования к основным свойствам сплавов для электродов различного назначения, определяемые ГОСТом 141 il—69, нормалями машиностроения МН 116—60 и международными стандартами. Однако, как показывает опыт, указанные общие требования к материалам электродов еще не позволяют в большинстве конкретных случаев выбрать лучшие материалы или дать обоснованные рекомендации для их разработки. [c.8] Оценить влияние режимов и условий сварки на стойкость электродов наиболее удобно, выбрав обобщенный параметр—температуру, которая устанавливается на рабочей поверхности электродов в исследуемых условиях. [c.9] При температурах (0,6 0,7) Т л, т. е. при сварке, например, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, применении мягких режимов или при высоких темпах сварки доминирующим процессом, определяющим стойкость электродов, по-видимому, будет ползучесть, контролируемая диффузией. При более низких температурах — (0,4н-0,5) Тпл, — развивающихся на рабочей поверхности электродов, при сварке на жестких режимах, легких сплавов или отдельными точками при длительных перегревах наряду с ползучестью большую роль играют процессы термической и малоцикловой усталости. Поэтому к материалу электродов, предназначенных для работы при высоких температурах, предъявляются повышенные требования по сопротивлению ползучести, т. е. более высокой жаропрочности, в частности одночасовой горячей твердости и длительной прочности. В связи с этим для изготовления электродов желательно иметь металл с более крупным зерном, так как при высоких температурах более стойким против ползучести будет крупнозернистый материал с повышенной жаропрочностью. Так как при циклических нагревах образуются внутризеренные и главным образом, межзеренные трещины металл должен обладать высокой пластичностью при повышенных температурах, как лучше сопротивляющийся термической усталости. При точечной сварке легких сплавов более высокая стойкость наблюдается у электродов с мелким зерном, высокой электропроводностью и не содержащих в своем составе поверхностно-активных элементов, взаимодействующих со свариваемыми материалами путем диффузии и схватывания. [c.9] Вернуться к основной статье